淺析CAD/CAE/CAM技術(shù)在現(xiàn)代塑料模設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

王宏亮(四川省服裝藝術(shù)學(xué)校,四川南充 637000)

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淺析CAD/CAE/CAM技術(shù)在現(xiàn)代塑料模設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

王宏亮
(四川省服裝藝術(shù)學(xué)校,四川南充 637000)

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國塑料行業(yè)的發(fā)展也越來越快,尤其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的促進(jìn)下,塑料模的制造以及設(shè)計(jì)方面有了很大的進(jìn)步,徹底改變了以往較為傳統(tǒng)的模具制造及設(shè)計(jì)方式,這在一定程度上也使得我國塑料技術(shù)有了新的發(fā)展方向。本文將重點(diǎn)探討一下在現(xiàn)代塑料模設(shè)計(jì)制造中CAD/CAE/CAM技術(shù)的有效應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】塑料模 設(shè)計(jì)制造 應(yīng)用

塑料工業(yè)的發(fā)展在近幾十年來非常迅猛，其實(shí)在十多年以前塑料的年產(chǎn)量就已經(jīng)遠(yuǎn)超于有色金屬以及鋼鐵的年產(chǎn)量總合，現(xiàn)階段塑料制品在航天航空、儀表、機(jī)電以及汽車等行業(yè)及人們生活有關(guān)的領(lǐng)域當(dāng)中得到了了很好的應(yīng)用。而且在整個(gè)模具行業(yè)當(dāng)中塑料模具的地位非常重要。依照國內(nèi)外目前的模具市場(chǎng)發(fā)展情況來看，在我國模具業(yè)進(jìn)行有效調(diào)整以后，塑料模具的比例也會(huì)持續(xù)增大。

1 關(guān)于CAD/CAE/CAM

在現(xiàn)代的塑料模具的制造以及設(shè)計(jì)當(dāng)中，CAE是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來將數(shù)值模擬的分析進(jìn)行計(jì)算，以此對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步的分析以及評(píng)估，從而有效的優(yōu)化模具模型；CAD主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行繪圖、實(shí)體建模以及幾何設(shè)計(jì)等等；CAM指的是，將所設(shè)計(jì)的模具模型由CAE進(jìn)行優(yōu)化以及評(píng)估分析之后，其后在對(duì)刀具進(jìn)行一系列的加工，軌跡就能生成，還能以此生成數(shù)控加工圖的代碼，從而對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工進(jìn)行控制。

2 塑料模設(shè)計(jì)制造中CAD/CAE/CAM的應(yīng)用

上面對(duì)CAD/CAE/CAM已經(jīng)簡單的做了分析，下面我們來重點(diǎn)探討一下在塑料膜的設(shè)計(jì)制造當(dāng)中CAD/CAE/CAM的應(yīng)用。

2.1 CAD技術(shù)的應(yīng)用

在塑料模的設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，第一步就是設(shè)計(jì)塑料產(chǎn)品，設(shè)計(jì)者會(huì)應(yīng)用電腦先建立一個(gè)產(chǎn)品三維模型，其后再依照產(chǎn)品當(dāng)中的三維模型來對(duì)模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。而三維的CAD造型軟件一般像CATIA、UG等都提供了一個(gè)非常便利的設(shè)計(jì)平臺(tái)給設(shè)計(jì)師，而它們當(dāng)中顯示效果的逼真、編輯修改能力以及曲面造型的強(qiáng)大都能讓設(shè)計(jì)者輕松的將自己設(shè)計(jì)意圖表現(xiàn)出來，在最大程度上將自己所想的東西完整表現(xiàn)出來。并且其制品的體積以及質(zhì)量等物理參數(shù)都會(huì)進(jìn)行計(jì)算以及保存，也在一定程度上為后面將要進(jìn)行的模具分析與設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。于此同時(shí)，這一些軟件也會(huì)有獨(dú)立的設(shè)計(jì)模板，也能將模具的分型面工具很好的提供，即使成型的零件非常復(fù)雜也能自行生成，并且在標(biāo)準(zhǔn)的零件庫、典型結(jié)構(gòu)以及模架庫當(dāng)中的品種都非常的齊全，并且調(diào)用也相對(duì)較簡單，也能方便添加，在一定程度上這一些功能將設(shè)計(jì)模具的時(shí)間有效縮短。

2.2 CAE技術(shù)的應(yīng)用

以往傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)基本都是依照設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)以及直覺，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)加工之后一般都會(huì)對(duì)其進(jìn)行反復(fù)修正以及調(diào)試才會(huì)真正的投入生產(chǎn)當(dāng)中，如果試模過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問題，那么不僅要將工藝的參數(shù)重新進(jìn)行調(diào)整，還要對(duì)模具結(jié)構(gòu)以及塑料制品等進(jìn)行有效的修改，而這一種生產(chǎn)的方式對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)有一定的制約性。而在現(xiàn)階段的模具設(shè)計(jì)技術(shù)當(dāng)中，CAE技術(shù)能將這個(gè)問題有效克服。在塑料的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，不僅應(yīng)用CAE來分析模擬流動(dòng)外，為了確保分析的結(jié)果準(zhǔn)確度較高，還需要對(duì)模具實(shí)際的使用情況進(jìn)行充分分析與考慮，以此使其模具的設(shè)計(jì)能有更大的參考價(jià)值，比如在對(duì)注射模進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，不僅要應(yīng)用Moldflow來分析塑料模具中所形成的結(jié)果，以此來選擇一個(gè)最適合的設(shè)計(jì)方案以外，還需要對(duì)實(shí)際充模過程進(jìn)行考慮，而模具本身因?yàn)樵谧⑸溥^程中所受到的壓力導(dǎo)致出現(xiàn)變形情況，而且是型芯以及型腔的變化，在一定程度上會(huì)影響塑件形狀，也與尺寸技術(shù)以及精度要求塑件能否滿足有很大的關(guān)系。因此，在模具的注射過程中需要全面深入的分析模具的變化，要使實(shí)際情況能與分析的結(jié)果相符合。

2.3 CAM技術(shù)的應(yīng)用

在CAD/CAE階段時(shí)，模具的結(jié)果會(huì)應(yīng)用這個(gè)階段來對(duì)自身進(jìn)行分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)，要將在模具設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的錯(cuò)誤及時(shí)消除，其后再應(yīng)用CAM技術(shù)，自行生成NC代碼，以此使數(shù)字化制造很好的實(shí)現(xiàn)。比如，在應(yīng)用Pro/E設(shè)計(jì)注射模的時(shí)候，設(shè)計(jì)好的注射模模型必須要通過CAE的優(yōu)化以及評(píng)估分析以后，再以此進(jìn)行刀具軌跡的仿真以及生成，以此形成數(shù)控加工的代碼，對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工進(jìn)行有效控制。而這一種方法會(huì)造成工藝、模具、造型的設(shè)計(jì)都將3D數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，以此使數(shù)據(jù)共享能夠?qū)崿F(xiàn)，設(shè)計(jì)效率不僅能有效提高，還能確保質(zhì)量，使成本大幅度降低。

除此以外，也能應(yīng)用CAM軟件將注射模當(dāng)中的CAM很好的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用Pro/E所設(shè)計(jì)出來的注射模模型在經(jīng)過CAE的優(yōu)化以及評(píng)估分析之后，就能在Pro/E當(dāng)中將有效的加工信息提取出來。MasterCAM作為一種數(shù)控加工當(dāng)中常用的自動(dòng)編程軟件，主要是提供設(shè)定切削用量、規(guī)劃加工路徑以及選擇刀具這些功能，以此將有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置在編輯好了以后再將文件進(jìn)行處理，這樣就能自動(dòng)生成一些加工程序并且在數(shù)控機(jī)床內(nèi)進(jìn)行傳送，最后將零件加工工作完成。

在現(xiàn)代模具制造當(dāng)中，發(fā)展趨勢(shì)是盡可能將手工加工摒除，大力推行機(jī)械加工。現(xiàn)階段在工廠當(dāng)中，有一些現(xiàn)代化的設(shè)備比如多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、模具雕刻機(jī)以及數(shù)控車站等都有非常廣泛的應(yīng)用空間，在這些設(shè)備當(dāng)中，絕大部分的程序都是采用CAD/CAE/ CAM系統(tǒng)。操作人員需要依照規(guī)定的程序來安裝操作機(jī)床、配備刀具以及裝夾工件等。CAM技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也使模具技術(shù)快速的發(fā)展。對(duì)比傳統(tǒng)的加工方法來說，CAM的優(yōu)勢(shì)就是簡便，帶給人們很好的便利，同時(shí)要使代碼的調(diào)試以及編輯等復(fù)雜工作能很好的省去。

3 結(jié)語

綜上所述，應(yīng)用模具CAD/CAE/CAM技術(shù)能將模具產(chǎn)品當(dāng)中的設(shè)計(jì)質(zhì)量有效的提高，同時(shí)還能將模具制造以及設(shè)計(jì)的周期有效的縮短，以此使塑料制品的質(zhì)量大幅度提高，成本也很好的降低，在塑料模的設(shè)計(jì)以及制造當(dāng)中應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)是發(fā)展的必然趨勢(shì)以及方向。

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